3. 부품소재

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혜자 후
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3 웨어러블소자연구실박래만 3-1. 가시광파장선택형저방사필름기술 기술의개념및구성 기술의개념 430~500nm 의가시광영역에서투과파장및투과율을조절하면서 1600nm 이상의적외선영역에서는투과율을 10% 이하로차단하는저방사필름 기술의구성도 가시광파장선택 : 430~500nm 의영역에서투과파장및투과율을조절 적외선차단 : 1600nm 이상의영역에서투과율을 10% 이하로차단 1 기술개요기술개발의필요성 고객및시장의니즈 스마트창호시장 (2010년기준국내 1조 7천억, 해외 60조원 ) - 패시브하우스, 제로에너지하우스등의에너지절감형건축물에대한일반인관심확대 - 에너지절감형건축물관련정부규제강화 - 공공 / 상업빌딩의에너지비효율적인창호시스템에대한개선요구 자동차용스마트유리 (2012년국내선탠시장 1,400억원 ) - 차내여름철폭염및겨울철혹한문제개선을위한적외선차단코팅각광 - 겨울철앞유리성에방지기술에대한관심증대 - 고가의외산코팅필름을대체할국산기술개발필요 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 건축물창호적용시 : 기존 low-e 유리대체가능 ( 일반유리에도코팅가능 ) 색유리기능으로사생활보호, 여름철냉방비및겨울철난방비절감 자동차유리적용시 : 적외선차단코팅과선탠코팅을하나의필름으로동시에구현, 여름철및겨울철쾌적한실내온도유지, 앞유리성에제거가능 기술의상세사양 상온스퍼터증착방법을적용하고필름을기판으로사용하는 roll-toroll 공정이가능하도록기술개발하여저가화에유리 증착되는무기박막은기판과의접착력이우수하여필름을구겨도박막이벗겨지지않는우수한물리적특성보유 기존특허를회피할수있는기술로서신규사업자도사업화가능 ( 국내및미국특허 ) 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 건축물창호에서는 low-e 유리가경쟁제품 자동차유리에서는선탠필름및열선차단필름이경쟁제품 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 경쟁기술 low-e 유리 ( 건축물 ) - 적외선차단 자동차유리코팅 - 선탠효과 - 열선차단효과 ( 각각에대해독립적인필름사용 ) 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 개발완료시점 : 2015년 4월 완성도 : 시제품 (30x30mm 2 ) 보유장비의한계로크기가작으나공정자체는 R2R 공정가능하도록개발 기술이전범위및내용 가시광파장선택형 low-e 필름구조 - 가시광투과파장및투과율조절 (430~500nm, 투과율 80% 이하 ) nm 이상의적외선차단 ( 투과율 10% 이하 ) R2R 공정가능한기술 - 상온박막증착 ( 후속열처리없음 ) - 연속공정가능 표준화및특허 표준화동향 없음 보유특허 / 등록구분 특허명 적외선반사코팅막및저방사필름제조방법 3 기술적용분야및기술의시장성 기술이적용되는제품 / 서비스 본기술의우수성 적외선차단 가시광선선택적투과 ( 색유리효과 사생활보호 ) 세가지기능이하나의필름으로동시에구현 ( 선탠효과, 열선차단효과, 성애제거기능 ) 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 주거용창호유리에적용되는저방사필름 공공 / 상업용건물외벽유리에적용되는저방사필름 자동차유리에적용되는선탠 / 열선차단필름 ( 등록 ) 년도 한국 미국준비중 176

4 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 창호시장 (2010년): 1조 7000억원 ( 국내 ), 60조원 ( 해외 ) 자동차선탠필름시장 (2012년국내 ): 1400억원 국내외주요사업자및시장동향 창호 : LG 하우시스, 생고방 ( 국외 ) 등이대표적인기업 자동차유리필름 : 루마, 3M( 국외 ) 등이대표적인기업 4 기대효과기술도입효과 기술도입으로인한경제적효과 관련시장의성장 국내소재산업의기술력향상 일자리창출 기술사업화로인한파급효과 기존제품에대한경쟁력향상 제조비용절감으로인한수익률증대 신규사업분야확대 3. 부품소재 177

5 자연모사 I/O 인터페이스연구실김기현 3-2. 고투명액정셔터소재및소자화기술 기술의개념및구성 기술의개념 액정을이용한고투명 ( 편광판-free/ 칼라필터-free) 디스플레이기술 - 초기상태에서는유리처럼투명한상태를유지하나필요시에투명디스플레이에다양한정보를표시하는디스플레이 - 초기상태에서는밝은환경하에서외부시인성이우수한반사특성을가지나전기장을인가하면유리처럼투명한상태로변화하는디스플레이 기술의구성도 1 기술개요기술개발의필요성 고객및시장의니즈 현대사회가고도화되면서다양한정보를시각화하는디스플레이산업의중요성이증대하고있음 - 인간의감각중에서시각정보량이전체정보량의 80% 차지 디스플레이는향후 LCD의꾸준한성장, 기술혁신및원가절감을통한 OLED의본격성장과함께새로운패러다임을제시할투명디스플레이, 플렉서블디스플레이가등장할것으로예측됨 디스플레이가투과도를가져패널뒤편의배경이보이는디스플레이를통칭하는투명디스플레이는디스플레이되는정보이외에배경정보를함께표시할수있음 - 주요응용처 : 스마트윈도우, 구글글래스, 광고판 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 일반적인액정디스플레이의이미지를구현하기위해이용하는편광판및칼라필터를이용하지않는고투명액정디스플레이기술 - 저전압구동특성을갖는디스플레이 - 동영상구현이가능한빠른반응속도를가진칼라디스플레이 - ( 저온공정을이용한 ) 플렉서블디스플레이 기술의상세사양 칼라염료 (Red, Green, Blue, Black) 를도핑한 GH-LCD(Guest Host- LCD) - 보유기술 : 염료 / 액정소재및공정기술, 수동형및능동형소자화기술 - 단색칼라이미지표현 - 저전압 ( 5V), 고속응답특성을갖는디스플레이 ( 플렉서블디스플레이포함 ) 칼라염료가도핑된고분자분산형액정디스플레이 (PDLC(polymer dispersed liquid crystal) - 보유기술 : 염료 / 액정소재및공정기술, 수동형및능동형소자화기술 - 단색칼라이미지표현 - 저전압 ( 10V), 고속응답특성을갖는디스플레이 ( 플렉서블디스플레이포함 ) 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 전기변색 (Electrochromic) 기술 : 자동차내백미러에채용 ( 외부조도변화에따른운전자의시인성확보 ) OLED 기술 : OLED를구성하는소재의투명도를향상시켜투명디스플레이를구현 - 양산제품없음 (OLED 특성상플렉서블디스플레이와의접목도가능 ) 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 경쟁기술 전기변색기술 OLED 본기술의우수성 낮은소비전력 높은신뢰성 ( 넓은사용온도및긴수명 ) 중간계조표현 (TFT 구동 ): 풍부한이미지표현력 다양한칼라표현 낮은공정온도 ( 플렉서블디스플레이구현이용이 ) 낮은소비전력 (OLED 대비 ~2/3) 낮은생산단가 수명 178

기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 상용화소요기간, 기술개발착수후 6개월 ~1년소요 기술적완성도, 90% 기술이전범위및내용 액정과혼화성을가지는염료의화학적구조 액정 / 염료의혼화성을확보하기위한분산조건 액정-염료-( 혹은반응성물질 ) 의소자화를위한액정디스플레이설계기술 유리기반고투명액정디스플레이제작을위한공정기술및소자화기술 플렉서블디스플레이제작을위한소재및공정 /

2012-0145547 2012 컬러콜레스테릭액정디스플레이제조방법 한국 2013-0144639 2013 콜레스테릭액정디스플레이제조방법 3 기술적용분야및기술의시장성 기술이적용되는제품 / 서비스 한국 2013-0144641 2013 화면의뒷면 ( 배경 ) 이보이는특성을활용하면 Show Case, 자동차유리, 냉장고 Door, 자동판매기창, IT 기기,

투명디스플레이는 2012년부터본격적으로시장을형성하기시작하여 2015년 1조원규모, 2020년에는 30조원, 2025년에시장규모가약 96조원 (875억달러) 규모로커질것으로전망됨 국내외주요사업자및시장동향

6 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 상용화소요기간, 기술개발착수후 6개월 ~1년소요 기술적완성도, 90% 기술이전범위및내용 액정과혼화성을가지는염료의화학적구조 액정 / 염료의혼화성을확보하기위한분산조건 액정-염료-( 혹은반응성물질 ) 의소자화를위한액정디스플레이설계기술 유리기반고투명액정디스플레이제작을위한공정기술및소자화기술 플렉서블디스플레이제작을위한소재및공정 / 소자화기술 투과 / 반사형디스플레이특성평가방법표준화및특허 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 [ 출처 : 영화 아바타 중에서 ] 표준화동향 해당사항없음 보유특허 / 등록구분 특허명 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 ( 등록 ) 년도 게스트호스트액정표시장치용이색성색소혼합물 한국 게스트호스트 LCD 소자한국 컬러콜레스테릭액정디스플레이제조방법 한국 콜레스테릭액정디스플레이제조방법 3 기술적용분야및기술의시장성 기술이적용되는제품 / 서비스 한국 화면의뒷면 ( 배경 ) 이보이는특성을활용하면 Show Case, 자동차유리, 냉장고 Door, 자동판매기창, IT 기기, 옥외광고판, Smart Windows, 실내인테리어용디스플레이, 이외에건축용, 군사용, 교육용, 의료용디스플레이등의활용이기대됨 [ 응용 ] - 투명디스플레이냉장고에서내용물과관련된설명정보제공, 광고영상제공 - Show Case에서실제제품을배경으로제품정보를효과적으로표시 ( 광고효과 ) - 자동차 HUD 디스플레이로앞유리창에속도나연료잔량등계기정보, 운전정보제공 투명디스플레이는 2012년부터본격적으로시장을형성하기시작하여 2015년 1조원규모, 2020년에는 30조원, 2025년에시장규모가약 96조원 (875억달러) 규모로커질것으로전망됨 국내외주요사업자및시장동향 투명디스플레이가현재가장많이활용되는분야는냉장고내부를훤히보여주면서소비자의구미를당길수있는광고를동시에시현하는매장용냉장고와제품의정보제공동영상광고나시각적효과를배가시켜주는백화점의 Show Case임 향후유리창과디스플레이역할을동시에할수있는 Smart Window 가더매력적일것으로예상됨 ( 시장규모는 2015년에약 1억달러에서 2025년 870억달러규모로성장을전망함 )( 출처 : HIS) 4 기대효과기술도입효과 기술도입으로인한경제적효과 디스플레이산업은소수의세트업체와다수의소재 / 부품업체로이루어져소재및부품업체들은치열한생존경쟁에매달리고있음 (ETRI와의협력을통해개발비용절감및개발기간단축이기대됨 ) 기술사업화로인한파급효과 정보전자기기의저가격화및고성능화로인해기존디스플레이의특성향상요구및신규디스플레이의개발필요성은지속적으로확대되고있음 소비자의요구변화에따른다양한제품수요를충족할수있는액정기반디스플레이의핵심소재및공정기술확보 [ 출처 : 삼성전자 ] 3. 부품소재 179

고유주름형성유기프리폴리머 - 고가의리소그래피공정필요없는상온용액공정 - 대면적확장 / 유연기판사용이용이함 기술의구성도 [

면조명은신개념의면광원으로서저소비전력특성으로기존백열등대비 60 ~ 90% 의전력절감효과가기대되는고효율 / 친환경조명광원임

well-being 조명으로백열등, 형광등으로대표되는기존조명산업의패러다임의변화를선도함 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 /

대면적및기판제약이없는공정확장용이성 프리폴리머의높은보관안정성 ( 1 year ) 및주름구조필름의우수한내열성및내화학성 (Td~400 )

소재의성능이급속히발전함에따라유기발광소재개발에의한 OLED 전력효율의향상은거의한계점에도달해있어향후 OLED

2배이상증대시키는것으로이로인해패널의휘도, 수명, 전력효율이기존조명기기이상으로증가되어일반조명시장으로의진입시기를앞당길수있을것으로예상됨

7 소프트 I/O 인터페이스연구실이정익 / 문제현 3-3. OLED 광추출및색안정성을위한유연주름필름기술 기술의개념및구성 기술의개념 광추출및색안정성확보를위한랜덤유기주름 - ETRI 고유주름형성유기프리폴리머 - 고가의리소그래피공정필요없는상온용액공정 - 대면적확장 / 유연기판사용이용이함 기술의구성도 [ 주름형성액상프리폴리머합성 ] [ OLED 용유연주름필름제작 ] 1 기술개요기술개발의필요성 OLED 면조명은신개념의면광원으로서저소비전력특성으로기존백열등대비 60 ~ 90% 의전력절감효과가기대되는고효율 / 친환경조명광원임 색온도조절의가능성과더불어얇은두께, 투명, 플렉시블조명등의특성으로인하여디자인자유도가높아감성조명의구현을가능하게함 OLED 조명은인간친화형 well-being 조명으로백열등, 형광등으로대표되는기존조명산업의패러다임의변화를선도함 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 액상프리폴리머 (Solvent free) 을활용하여상온에서 One-step 으로주름구조형성 대면적및기판제약이없는공정확장용이성 프리폴리머의높은보관안정성 ( 1 year ) 및주름구조필름의우수한내열성및내화학성 (Td~400 ) OLED 광효율향상및발광스펙트럼의색안정성제공 무작위적인주름패턴에의해파장의존성없으며저반사특성 기술의상세사양 최근형광 OLED 소재의성능이급속히발전함에따라유기발광소재개발에의한 OLED 전력효율의향상은거의한계점에도달해있어향후 OLED 산업의우위를점할수있는핵심열쇠기술은광추출및색안 정성기술에달려있음 광추출기술은 OLED 조명소자의외부발광효율을 2배이상증대시키는것으로이로인해패널의휘도, 수명, 전력효율이기존조명기기이상으로증가되어일반조명시장으로의진입시기를앞당길수있을것으로예상됨 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 [ Micro Lens Array Film ] [ 광산란입자 Film ] [ 광결정구조 Film ] 백색광전체파장대에서의광추출효율낮음 ( 최대 50%) 제조단가높음 시야각에따른광추출율변화가심하며주기배열의구조체의경우스펙트럼왜곡등장 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 우수한광추출및색안정화기능 주름제조공정단순 (Low Cost) Roll to Roll 공정으로대량생산가능 (Low Cost) 180

필름타입으로 Rigid/Flexible 기판모두에대응가능 주름필름의높은제품경쟁력기술의완성도 기술이전범위및내용 - OLED 조명의시장성장기가 2015년무렵예측되므로, 늦어도 2014

OSRAM사의 OLED 조명사업예측에의하면 Volume business가 2020년이후까지지속되므로, 광추출부품소재사업은 10년이상지속이가능함 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향

UBI Research 2014 OLED Lighting Annual Report OLED 조명은 2020 년전체광원시장의 15% 점유전망 불규칙한주름구조를형성할수있는화합물,

2배이상성장으로 2020년 4-5조원시장형성전망 광추출기술은전체시장의 4% 수준으로 4,000억원전망 (2020년) 국내외주요사업자및시장동향 광시야각균질화구조물이구비된유기발광다이오드

구조제작 출처 : UBI Research 2014 OLED Lighting Annual Report 4 기대효과 기술도입효과 3 기술적용분야및기술의시장성기술이적용되는제품 / 서비스

조명소자의외부발광효율을증대시키는것으로이로인해소자의휘도, 전력효율및수명이증가되어일반조명시장으로의진입시기를앞당길수있는핵심부품 / 소재기술임

8 필름타입으로 Rigid/Flexible 기판모두에대응가능 주름필름의높은제품경쟁력기술의완성도 기술이전범위및내용 - OLED 조명의시장성장기가 2015년무렵예측되므로, 늦어도 2014 년이전에광추출부품소재의사업화가되는것이바람직함 - 따라서, 광추출부품소재의사업화소요기간은기술개발완료후약 2년정도이므로늦어도 2014년까지상용화기술을개발하는것이바람직하다고생각됨 - OSRAM사의 OLED 조명사업예측에의하면 Volume business가 2020년이후까지지속되므로, 광추출부품소재사업은 10년이상지속이가능함 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 [ OLED 조명의효율및색안정성향상을위한주름필름제조공정기술개발 ] 특허, 수상 / 등록구분 특허명 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 ( 등록 ) 년도 기술구분 출처 : UBI Research 2014 OLED Lighting Annual Report OLED 조명은 2020 년전체광원시장의 15% 점유전망 불규칙한주름구조를형성할수있는화합물, 이를포함하는조성물, 불규칙한주름구조를포함하는막, 이의형성방법및이를포함하는유기발광소자 한국미국일본 / IP / 2013 구조제작 매년 2배이상성장으로 2020년 4-5조원시장형성전망 광추출기술은전체시장의 4% 수준으로 4,000억원전망 (2020년) 국내외주요사업자및시장동향 광시야각균질화구조물이구비된유기발광다이오드 한국미국 / IP / 진행중 구조제작 랜덤한 3 차원형태를가지는전극구조 한국 / IP / 진행중 구조제작 출처 : UBI Research 2014 OLED Lighting Annual Report 4 기대효과 기술도입효과 3 기술적용분야및기술의시장성기술이적용되는제품 / 서비스 고효율유연 OLED 조명용광추출필름 AMOLED 디스플레이광추출기술 광추출기술은태양전지등의집광형소자에도연관성이높아개발된기술을바탕으로광전환효율증대를기대할수있음 광추출기술은 OLED 조명소자의외부발광효율을증대시키는것으로이로인해소자의휘도, 전력효율및수명이증가되어일반조명시장으로의진입시기를앞당길수있는핵심부품 / 소재기술임 본기술이전에서다루고있는자발적유연주름광추출기술은상용화예가없는신규사업아이템임 본기술이전에는주름구조형성공정과주름형성에필요한소재기술두가지를모두구비하고있음 OLED 조명및디스플레이분야의부품 / 소재사업을신사업으로고려하고있는기업에게 OLED 광추출부품 / 소재기술은새로운블루오션사업기회를제공할수있을것으로기대됨 3. 부품소재 181

종이보다얇은초박막디스플레이적용 ( 5um) carrier 기판위초박막디스플레이를제작한후레이저를이용하지않는방법으로초박막디스플레이를 carrier 기판으로부터분리 기술의구성도 1 기술개요기술개발의필요성 고객및시장의니즈 현재디스플레이는 Braun관 평면

Foldable의경우 1 mm의곡률반경요구 Foldable 형태의디스플레이에대응하기위해서는종이 (40~50 um) 보다얇은초박막형태의디스플레이필요 기존 HUD의경우 800 PPI 이상의초고해상도디스플레이구현난망 2 개발기술의주요내용 기술의특징 고객

9 스마트 I/O 제어연구실조성행 um 이하두께의초박막유연기판에서고이동도 BCE 산화물반도체 800PPI 급 Array 공정기술 기술의개념및구성 기술의개념 초고해상도디스플레이에서고속 Switchig 동작을위한고이동도산화물반도체 Backplane 적용 (30 cm2/vs) 종이보다얇은초박막디스플레이적용 ( 5um) carrier 기판위초박막디스플레이를제작한후레이저를이용하지않는방법으로초박막디스플레이를 carrier 기판으로부터분리 기술의구성도 1 기술개요기술개발의필요성 고객및시장의니즈 현재디스플레이는 Braun관 평면 TV Flexible 형태로 Form factor가진화하고있는추세임 현재는 Flexible 디스플레이는 Bendable Rollable Foldable 형태로진화 Bendable의경우 600 mm, Rollable의경우 5 mm, Foldable의경우 1 mm의곡률반경요구 Foldable 형태의디스플레이에대응하기위해서는종이 (40~50 um) 보다얇은초박막형태의디스플레이필요 기존 HUD의경우 800 PPI 이상의초고해상도디스플레이구현난망 2 개발기술의주요내용 기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 초박박디스플레이구현이가능함으로인하여 Form Factor에대한제약없음 유연기판을적용함에도불구하고초고해상도구현가능 ( 800 PPI) 기술의상세사양 전계효과이동도 30 cm2/vs 이상의산화물반도체 Back-Channel Etch type의산화물 TFT 구조를적용함으로써 a-si TFT 제조방법과동일하게제조가능 ( 공정단순화 ) 800PPI 급해상도구현 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 기존경쟁기술의경우, 유연기판위에서산화물 TFT를제조할수있 182

10 는방법중의하나는유연기판을 Carrier glass로부터탈착시레이저를적용하여탈착하며, 이때희생층을완벽하게제거하기위하여추가공정필요 기존산화물 TFT 제조기술은 Etch Stopper Layer를적용하는구조를따르고있음. 이때 channel 크기를줄이는데한계가있어초고해상도구현이어렵고기생 cap이매우커 RC delay 측면에서불리 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 국내외주요사업자및시장동향 현재는 LG, 삼성과같은대기업에의해곡률반경 600 mm에해당하는 Bendable 형태의디스플레이가시장을주도 대만 ITRI 연구소의경우곡률반경 5 mm에해당하는 Rollable 형태의시제품전시 LG의경우 60" TV 제품에대해서 Rollable 투명디스플레이제품을 2017년도하반기에출시목표에개발진행중 경쟁기술 본기술의우수성 Laser Lift Off 전사방법 Etch Stopper TFT 제조기술 기술의완성도 고가의레이저를사용하지않는다 300 도이하의온도범위에서공정온도의제약이없다 BCE 공정적용으로현 a-si TFT 제조공정기술을그대로적용가능함 희생층을전사과정에서완벽하게제거가가능함 유연기판의두께에대한제약이없음 BCE 공정적용을적용함으로써 800PPI 급의해상도구현가능 기술개발완료시기및완성도 2016년 5월기술개발완료예정 ( 시제품 ) 기술이전범위및내용 Carrier 기판위에초박막기판형성방법 초박막기판위에서산화물반도체 TFT Array 제조방법 레이저전사이외의방법으로초박막기판위에서형성된 TFT Array를 Carrier 기판으로부터분리하는공법 4 기대효과기술도입효과 기술도입으로인한경제적효과 기존형성된프로젝션 type의 HUD/HMD 시장대체효과 현재 3억불규모의웨어러블기기용디스플레이시장에서향후 억불시장규모예상 (IHS Technology, October 2014) 기술사업화로인한파급효과 Flexible/Wearble Display 신시장창출에따른디스플레이산업신규성장동력확보 Flexible/Wearable Display 관련기술및시장선도효과 신시장창출에따른신규고용효과 표준화및특허 표준화동향 없음 보유특허 / 등록구분 특허명 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 ( 등록 ) 년도 유연전자소자제조방법한국 기술적용분야및기술의시장성기술이적용되는제품 / 서비스 스마트워치, 스마트안경, 스마트의류 자동차전면유리부착용 Head Up Display Cockpit 전면유리부탁용 Head Up Display 전투용헬멧전면유리부착용 Display 증강현실 / 가상현실용 Display 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 웨어러블디스플레이매출액기준 2014년부터 2023년까지약 52.9% 의연평균성장률예상 (2014 IHS) 현재 3억불규모의웨어러블기기용디스플레이시장에서향후 억불시장규모예상 (IHS Technology, October 2014) 3. 부품소재 183

BMW사는자동차에서발생하는배기가스및고온동력부의폐열을열전소자를이용하여전기로바꾸어엔진보조전기나시트냉난방에활용하는기술을개발하고있음 - 국내테그웨이사는 웨어러블체온전력생산 기술을개발스마트폰, 웨어러블피트니스및헬스케어기기의새로운전력공급장치로활용기대 - Smart Building, Home 및 Farm

11 혼성신호처리연구실임종필 3-5. 열전전력관리 IC 기술 기술의개념및구성 기술의개념및구성 Thermoelectric Generator(TEG) 에서수확된전력을최대한높은효율로어플리케이션이원하는형태의출력으로변환해주는집적회로기술 1 기술개요기술개발의필요성 고객및시장의니즈 시장수요 - 독일 BMW사는자동차에서발생하는배기가스및고온동력부의폐열을열전소자를이용하여전기로바꾸어엔진보조전기나시트냉난방에활용하는기술을개발하고있음 - 국내테그웨이사는 웨어러블체온전력생산 기술을개발스마트폰, 웨어러블피트니스및헬스케어기기의새로운전력공급장치로활용기대 - Smart Building, Home 및 Farm 등에적용되는다양한센서시스템과지능형제어시스템의무선통신등에전력을공급하는데있어기존의배터리는여러한계를가지고있으며이를에너지하베스팅을통해극복가능 시장규모및동향 - 열전에너지하베스팅시장은 2012년 25M$ 에서 2019년 160M$ 로연평균약 31.7% 성장할전망 (by Infinergia) - 다양한환경에서소자가획득한파워를손실이적도록전달하기위해고효율저전압스타트업전력관리 IC가요구됨 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 Min. Start-up Voltage 200mV에서 Self Startup 가능 (Condition: TEG저항 5Ω) 입력 50mV ~ 1V, 및출력 1.2V ~ 3V의넓은전압허용범위 최대효율 85% 고효율전달 Maximum Power Point Tracking(MPPT) 기능내장 기술의상세사양 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 열전소자와전력관리 IC 및 MCU, RF Transceiver등으로이루어진열전에너지수확모듈은마이크로펠트, 에너지마이크로, 텍사스인스트루먼트, 맥심및리니어테크놀로지사등의다양한기업들이서로협업하여제품을생산 전력관리 IC의경우는리니어테크놀로지사와맥심사가주로개발하고있음 국내기업에서는아직제작및판매가이루어지고있지않음 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 경쟁기술 LTC3108 By Linear Technology MAX1770 By Maxim 본기술의우수성 Maximum Power Point Tracking 기능내장통한최대전력전송 Synchronous 동작을통해고효율구현 ( 최대 85%) Transformer 및 Native Switch 를이용한저전압 Cold Start 가능 (VTEG,0.2V) 출력전압센싱통한 Quick Start-up 기능 184

기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 기술개발완료예상시기 : 2015년 12월 기술이전범위및내용 열전전력관리 IC 개발자료 - 열전전력관리 IC 회로설계기술 - 열전전력관리 IC 도면설계기술 - 열전전력관리 IC 시험기술 열전전력관리 IC 관련기술문서 - 열전전력관리 IC 설계관련기술문서 - 열전전력관리 IC 측정 / 분석관련기술문서 3

Building - 스마트빌딩 / 스마트팜 / 교각, 건물안전진단시스템 4 기대효과 기술도입효과 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 열전에너지하베스팅 (E.H.) 시장은 2012년 25M$ 에서 2019년 160M$ 로연평균 31.

12 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 기술개발완료예상시기 : 2015년 12월 기술이전범위및내용 열전전력관리 IC 개발자료 - 열전전력관리 IC 회로설계기술 - 열전전력관리 IC 도면설계기술 - 열전전력관리 IC 시험기술 열전전력관리 IC 관련기술문서 - 열전전력관리 IC 설계관련기술문서 - 열전전력관리 IC 측정 / 분석관련기술문서 3 기술적용분야및기술의시장성기술이적용되는제품 / 서비스 기술이적용되는제품 / 서비스 Transportation - 자동차 / 하이브리드자동차 / 전기자동차 Wearable & Health Care - 스마트워치 / 스마트밴드 / 건강체크및질병진단용패치 Industry & Professionals 발전소 / 송유관 / 석유굴착기 Infrastructure & Building - 스마트빌딩 / 스마트팜 / 교각, 건물안전진단시스템 4 기대효과 기술도입효과 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 열전에너지하베스팅 (E.H.) 시장은 2012년 25M$ 에서 2019년 160M$ 로연평균 31.7% 성장전망 산업별열전에너지하베스팅시장의경우기반시설및건물등의비중이가장크고헬스케어및웨어러블디바이스의시장의급격한성장예상 국내시장은세계시장대비미미한수준 기술도입으로인한경제적효과 기존열전전력관리 IC(LTC3108) 에포함되어있지않은 MPPT 기능내장및동기방식의제어를통해보다높은효율달성 현재열전전력관리 IC 제품모두외국에서제작되며 Linear Tech., TI 등주요팹리스업체가세계시장을독점하고있어본기술의국산화를통해제품구입가격을낮출수있고국내열전산업의활성화에도기여할수있음 기술도입으로인한경제적효과 열전에너지하베스팅모듈을제조할수있는열전전력관리 IC 기술을확보하고향후지속적인성능향상을위한핵심기술로활용될수있음 본기술의고효율전력전달및저전압자체시동기술은다양한에너지하베스팅시스템에요구되는전력관리회로의핵심기술로활용될수있음 3. 부품소재 185

기술이전대상의자연대류에유리한평판냉각소자는기체-액체상변화열전달에의해냉각기능을수행하며, 잠열을이용해많은량의열을빠른시간내에이송함

열유속 (heat flux) 가이제는 100W/cm 2 을넘어섰으며, 이는 hot spot 형태로남아성능저하,

본기술과같이열저항개수감소가가능한최첨단방열기술이필요함 - 높은열전달및빠른방열속도 - 고장이없으며, 반영구적임 -

13 에너지변환소자연구실문석환 3-6. 자연대류에유리한평판냉각소자기술 기술의개념및구성 기술의개념 기술이전대상의자연대류에유리한평판냉각소자는기체-액체상변화열전달에의해냉각기능을수행하며, 잠열을이용해많은량의열을빠른시간내에이송함 기술의구성도 1 기술개요기술개발의필요성 전자기기의소형화, 고집적화등의 form factor 변화는열발생에도큰영향을끼치고있음 열유속 (heat flux) 가이제는 100W/cm 2 을넘어섰으며, 이는 hot spot 형태로남아성능저하, 수명단축및신뢰성문제등을야기시키는것이현실임 특히제품의경량, 세련된외관및가격경쟁력의욕구는방열기술또한박형및고성능화를요구하고있어, 본기술과같이열저항개수감소가가능한최첨단방열기술이필요함 - 높은열전달및빠른방열속도 - 고장이없으며, 반영구적임 - 평판형상임에따라제품에부착이쉬움 - 균일한온도분포및 Hot Spot 제거의 Heat Spreader 기능 - 알루미늄압출의저가및가벼움 - 두께및크기변화자유로움 - 냉각핀일체형에의한열저항발생근본적제거 기술의상세사양 2 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 다음과같은기술적특징을가짐 186

경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 기존원형냉각소자를압착 (Pressing) 하여평판화시키는것이현재일반적이나, 넓이확보에한계가있으며, 내부구조물의파괴로인한성능감소가매우큼 여러층을포개어냉각소자를만드는방법을시도하고있으나,

집광형태양광을비롯해전력반도체모듈및시스템, PCB 결합형히트스프레더, 데스크탑, 노트북, 테블릿 PC, 디스플레이 BLU, 가전제품의제상및온도제어용 Thermal Solution 및통신중계기함체등의방열기술로적용가능함 [

냉각핀일체형평판냉각소자압출금형및제작기술 냉각핀일체형평판냉각소자등온성및전열특성기술 기술이전내용 LED 패키지모듈열설계및해석기술 (TM) 평판냉각소자의열저항특성및열전달률기술 (TM) 외 5건의 TM(Technical Memo) 특허

냉각핀일체형으로써열저항발생을근본적으로제거하게됨 평판화를위해원형을압착 (Pressing) 하여사용하나, 넓이확보에한계가있으며, 내부구조물의파괴로성능감소를야기함, 이와달리본기술은평판형상으로개발되어추가적인가공이필요없으며,

2013 본예고기술은박형및평판, 알루미늄경량, 저가, 고성능, 냉각핀일 [ LED 고출력조명방열 ] [ 전력반도체모듈냉각 ] 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 아래에소형

4% 적용함 국내외주요사업자및시장동향 YCTC, ADC, Fujikura, Furukawa, Thermacore, Taisol, Celsia의해외업체들이관련방열소자제품을개발및판매하고있음 국내에서는 에이팩,

14 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 기존원형냉각소자를압착 (Pressing) 하여평판화시키는것이현재일반적이나, 넓이확보에한계가있으며, 내부구조물의파괴로인한성능감소가매우큼 여러층을포개어냉각소자를만드는방법을시도하고있으나, 제작기술의한계에봉착해있는실정임, 우측그림은 Celsia 의평판형히트스프레더의개념도이나, 제품으로써아직출시되지못하고있음 체형의높은응용성및자유로운크기변화등의장점을갖는방열용공통기술임 저, 중, 고출력 LED Light, 자동차배터리, 집광형태양광을비롯해전력반도체모듈및시스템, PCB 결합형히트스프레더, 데스크탑, 노트북, 테블릿 PC, 디스플레이 BLU, 가전제품의제상및온도제어용 Thermal Solution 및통신중계기함체등의방열기술로적용가능함 [ 전자패키지모듈냉각 ] [ 노트북, 스마트폰냉각 ] 경쟁기술 / 대체기술대비우수한점 [ 데스트탑 PC 냉각 ] [ PCB 열소산 ] 경쟁기술 본기술의우수성 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 기술개발기간및완료 : ~ ( 약 3년5개월 ) 예고기술은 ETRI의내부재원및산업자원통상부 ( 구, 지경부 ) 의재원으로수행되었음 기술이전범위 상변화소자의열적특성, 설계및응용기술 냉각핀일체형평판냉각소자상변화설계기술 냉각핀일체형평판냉각소자압출금형및제작기술 냉각핀일체형평판냉각소자등온성및전열특성기술 기술이전내용 LED 패키지모듈열설계및해석기술 (TM) 평판냉각소자의열저항특성및열전달률기술 (TM) 외 5건의 TM(Technical Memo) 특허 보유특허 / 등록구분 특허명 3 기술적용분야및기술의시장성 기술이적용되는제품 / 서비스 기존냉각소자는원형단면으로인해제품에부착이쉽지않으며, 부가적인부품을필요로함, 이와달리본기술은평판형상으로개발되어설치가쉽고응용성을크게확대할수있으며, 냉각핀일체형으로써열저항발생을근본적으로제거하게됨 평판화를위해원형을압착 (Pressing) 하여사용하나, 넓이확보에한계가있으며, 내부구조물의파괴로성능감소를야기함, 이와달리본기술은평판형상으로개발되어추가적인가공이필요없으며, 본래의설계구조유지가가능함 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 ( 등록 ) 년도 등록평판형히트파이프한국 평판히트파이프및그제조방법한국 평판방열장치한국 본예고기술은박형및평판, 알루미늄경량, 저가, 고성능, 냉각핀일 [ LED 고출력조명방열 ] [ 전력반도체모듈냉각 ] 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 아래에소형 PC를대상으로한최소단위의시장규모를명시하였으며, 넓은범위의응용대상에따라시장규모는크게증가예상 세계년평균성장률 18.5%, 국내년평균성장률 7.4% 적용함 국내외주요사업자및시장동향 YCTC, ADC, Fujikura, Furukawa, Thermacore, Taisol, Celsia의해외업체들이관련방열소자제품을개발및판매하고있음 국내에서는 에이팩, 삼진테크를비롯한전자냉각중소기업체들이제품및서비스시장을리드하고있음 4 기대효과기술도입효과 본연구의개발결과물인응용성이우수한평판형방열소자는대형 LCD TV( 삼성전자, LG전자 ), 대용량배터리 (LG화학, SDI), 그리고일본 LED 조명시장을타깃으로하고있으며, 예상되는매출은 2015년경에약 100억원임 평판형방열소자는기존환상형방열소자에비해응용성이우수하며, 상용화기술의완성도가높아적용대상은크게늘어날것으로보임 기존기술과비료하여유리한점 - 구리 (Copper) 등의방열소재들에비해약 25배이상의우월한성능을가짐 - 평판형상임에따라응용대상이매우넓음 - 압출공정을비롯해제조공정및원가측면에서경쟁력확보가능 - 상용화기술의완성도가높아기술이전업체의경쟁력향상가능 3. 부품소재 187

15 에너지변환소자연구실문승언 3-7. 열전도도측정기술 : 3w 방법 기술의개념및구성 기술의개념 패터닝된얇은금속박막을열원과온도측정센서로동시에활용하여열전도도를측정함 기술의구성도 1 기술개요 기술의상세사양 기술개발의필요성 배 / 폐열을활용한에너지하베스팅기술개발요구증대 자가발전및능동형냉각용부품소재기술의필요성증대 특히이러한제품의핵심소재에대한정확한열적성능 ( 예 : 열전도도 ) 측정을요구하고있어, 본기술과같이박막이나단결정의열전도도측정기술이필요함 경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 3w 방법을이용한열전도도측정기술은다양한형태의소재에대해정 2 개발기술의주요내용 [ 차량의폐열비율 ] 확한열전도도측정이가능함 다른열전도도측정기술에비해박막, 단결정등의다양한형태의소재에대해측정이가능함 이측정법을이용하여가스센서나바이오센서등으로의응용성이우수함 기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 3w 방법을이용한열전도도측정기술은다른열전도도측정기술에비해다양한형태의소재에대해측정이가능하며, 기타가스센서나바이오센서등으로의응용성이우수함 188

해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 [ 열전발전시스템시장 ] 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 기술개발기간및완료 : 2014.6 ~ 2015.

방법을이용한열전도도측정용신호분석기술 기술이전내용 3w 방법을이용한열전도도측정용패턴설계기술 3w 방법을이용한열전도도측정용신호측정기술외 2건의 TM(Technical Memo) 특허 보유특허 해당사항없음 3

Ferrotec, Kryotherm, Marlow, Hi-Z, Institute of Thermoelectricity 등의관련열전소자제품을개발및판매하고있음 국내에서는제펠, 테키스트, 리빙케어, 엘지화학,

16 해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 시장규모및향후전망 [ 열전발전시스템시장 ] 기술의완성도 기술개발완료시기및완성도 기술개발기간및완료 : ~ ( 약 1년 ) 예고기술은 ETRI의내부재원으로수행되었음 기술이전범위 3w 방법을이용한열전도도측정용패턴설계기술 3w 방법을이용한열전도도측정용패턴제작공정기술 3w 방법을이용한열전도도측정용셋업및신호측정기술 3w 방법을이용한열전도도측정용신호분석기술 기술이전내용 3w 방법을이용한열전도도측정용패턴설계기술 3w 방법을이용한열전도도측정용신호측정기술외 2건의 TM(Technical Memo) 특허 보유특허 해당사항없음 3 기술적용분야및기술의시장성기술이적용되는제품 / 서비스 [ 열전변환기술시장규모, 단위 : 백만달러 ] 국내외주요사업자및시장동향 Amerigon, Fuxin, Global Thermoelectric, Micropelt, Ferrotec, Kryotherm, Marlow, Hi-Z, Institute of Thermoelectricity 등의관련열전소자제품을개발및판매하고있음 국내에서는제펠, 테키스트, 리빙케어, 엘지화학, 엘지이노텍등의회사에서전자냉각또는폐열발전제품및서비스시장을리드또는선행연구하고있음 4 기대효과기술도입효과 본연구의개발결과물인 3w 방법을이용한열전도도측정기술은정확한열전도도측정이가능함 3w 방법을이용한열전도도측정기술은다른열전도도측정기술에비해다양한형태의소재에대해측정이가능하며, 기타가스센서나바이오센서등으로의응용성이우수하며, 상용화기술의완성도가높아적용대상은크게늘어날것으로보임 3. 부품소재 189

전극층상에고체상태의필름형태로전해질을형성하여전지구조가간단해짐 - 전극및전해질을한공정으로인쇄하여제조공정이저렴함 [ 전극상에직접인쇄 ] [ 고체리튬이차전지 : 단일셀 ] [ 고체리튬이차전지 : 병렬적층셀 ] 기술의구성도 [

인쇄로찍어내는제조방식으로셀형상자유롭게설계가능 고에너지밀도 : 적층을통한잉여공간없이고집적셀구현가능기술의세부내용 연성고체전해질기술 - 세라믹고체전해질소재합성및제조 - 이온전도성결착재설계및제조 - 유무기하이브리드고체전해질설계및특성평가

17 전력제어소자연구실이영기 3-8. 연성고체전해질기반리튬이차전지기술 기술의개념및구성 기술의개념 가연성의액체대신유연한 (Soft) 고체상태의전해질 (Solid electrolytes) 을적용하여에너지밀도및안전성을향상시킨리튬이차전지기술 - 전극층상에고체상태의필름형태로전해질을형성하여전지구조가간단해짐 - 전극및전해질을한공정으로인쇄하여제조공정이저렴함 [ 전극상에직접인쇄 ] [ 고체리튬이차전지 : 단일셀 ] [ 고체리튬이차전지 : 병렬적층셀 ] 기술의구성도 [ 인쇄공정에적합한유무기하이브리드고체전해질 ] [ 고체리튬이차전지단일셀시제품 ] 1 개발기술의주요내용기술의특징 고객 / 시장의니즈를충족시키는독특한점 ( 특장점 ) 안전성 : 인체밀착형 ( 웨어러블 ) 디바이스용전원으로적합 디자인유연성 : 인쇄로찍어내는제조방식으로셀형상자유롭게설계가능 고에너지밀도 : 적층을통한잉여공간없이고집적셀구현가능기술의세부내용 연성고체전해질기술 - 세라믹고체전해질소재합성및제조 - 이온전도성결착재설계및제조 - 유무기하이브리드고체전해질설계및특성평가 고체리튬이차전지단일및적층셀설계기술 - 전극-전해질일체형단일셀설계및특성평가 - 직렬및병렬적층형셀설계및특성평가 습식인쇄기반고체리튬이차전지 R2R 제조공정기술 - 습식기반고체리튬이차전지제조공정경쟁기술대비우수성 경쟁기술 / 대체기술현황 이스라엘과미국이인쇄기반의필름형이차전지기술상용화 - Power paper사 ( 이스라엘 ) 및 Blue Spark Tech. 사 ( 미국 ) 1.5V급일차전지기술선도 - Solicore사 ( 미국 ) 3V급리튬일차전지기술선도 - 인쇄기반의이차전지는선도기업및상용화된예가없음 - 연성고체전해질기반의인쇄형전지제조공정은상용화된예가없음 190

18 경쟁기술 / 대체기술대비우수성 2 기술적용분야및기술의시장성 경쟁기술 1.5V 급일차전지 (Power paper 사 & Blue Spark Tech. 사 ) 3V 급리튬일차전지 (Solicore 사 ) 본기술의우수성 작동전압조절이용이 (1.5~4V) 이차전지로, 디바이스내장착후전지의교체가불필요 연성의고체전해질을전극상에직접인쇄가가능 경쟁기술과동일한저가의 R2R 공정으로구현가능 작동전압 4V 급이상구현가능 이차전지로, 디바이스내장착후전지의교체가불필요 연성의고체전해질을전극상에직접인쇄가가능 가연성액체의사용을최소화하여안전성이우수 기술이적용되는제품 / 서비스 기술이적용되는제품 / 서비스 예상제품 / 서비스의예상매출액 ( 생산 / 판매부터향후매 5년간추정 ) - 예상매출액 = 관련제품 / 서비스의국내외시장규모 예상제품 / 서비스의국내외시장점유율 기술의완성도 기술개발완료시기 현재기술의성숙도 (TRL: Technology Readiness Level) 단계 : (5) 단계 - 연성고체전해질소재설계 (2015) - 초소형에서부터중대형셀시제품설계 (2015) - 적층형셀시제품설계 (2015) - R2R 인쇄공정기술 (2016) 기술이전범위 연성고체전해질및고체리튬이차전지설계및제조 습식인쇄공정기반 R2R 제조공정 소재및셀특성평가 고체리튬이차전지안전성및신뢰성평가 특허 2건에대한통상실시권 예상제품 / 서비스의속성해당제품 / 서비스시장규모및국내외동향 해당제품 / 서비스시장규모 ( 향후매 5년간추정 ) 해당제품 / 서비스시장국내외동향 ( 생산 / 판매부터향후매5년간추정 ) 표준화및특허 관련기술의표준화동향 모바일 IT용이차전지는국제표준이제정되어있음 - IEC TC21/SC21A/W.G.3, 4에서담당 - IEC 62133, IEC 61959, IEC 제정완료 에너지저장장치 (ESS) 와관련하여제정된국제표준은없음 - IEC 62619, 62620으로산업용이차전지성능및안전성평가표준제정작업중 보유특허 / 등록구분 특허명 수열합성을이용한도핑된산화물계고체전해질및그제조방법 산화물계고체전해질제조방법 셀포켓팅기반의병렬스택형대면적전고체리튬이차전지및그제조방법 국 ( 등록 ) ( 등록 ) 번호 ( 등록 ) 년도 한국 한국 한국 기대효과기술도입효과 고객이본기술을통해얻을수있는경제적효과 기존전지공정대비 30% 이상저렴한이차전지생산가능 - 습식인쇄공정특성상, 리튬이온전지대비초기투자비용이저렴 기존전지제조업체처럼대단위투자가필요없음 - 전지생산전문업체가아닌디바이스기반중소및중견기업에서접근이용이 웨어러블및 IoT용디바이스에적합한이차전지시장선점가능 - 원통형및사각형모양으로형태가정해져있는기존의리튬이온전지에비해각각의디바이스에특화된디자인의소량다품종전지설계및제조가가능 바이폴라적층형전고체리튬이차전지및그제조방법 한국 부품소재 191

1. 기술성 분석 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 OLED 내부에 고립되어 있는 빛을 외부로 추출하기 위한 광추출 부품/ 소 재 기술에 관한 것임. 본 기술은 OLED 기판과 공기 사이의 굴절률 차이로 인하여 고립되는 빛을 외부로 추출하는 주름 필름에 관련된 소재

1. 기술성 분석 1. 기술의 내용 및 특징 본 기술은 OLED 내부에 고립되어 있는 빛을 외부로 추출하기 위한 광추출 부품/ 소 재 기술에 관한 것임. 본 기술은 OLED 기판과 공기 사이의 굴절률 차이로 인하여 고립되는 빛을 외부로 추출하는 주름 필름에 관련된 소재 IT융합분과 OLED용 고효율 광추출 주름 필름 기술 Ⅰ. 제안기술 개요 기술의 내용 기술의 동향 기술의 제품화 및 시장 전망 - 본 기술에서는 조명용 OLED 패널에 있어서 광효율을 높여줌과 동시에 시야 각에 따른 색안정성을 높여줄 수 있는 필름 기술을 제공함. - 무작위 분포 주름 구조를 형성할 수 있는 액상 프리폴리머 합성 제조 기술. 광추출 및 스펙트럼